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연관토픽

  1. [상위] CSMA(다중 접근 방식, Carrier Sense Multiple Access)
  2. [연관] CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)

 

개념

  • 통신을 위해 스테이션이 프레임 전송 후 채널의 충돌을 감지하여 재전송을 시도하는 다중접속 기법
  • 유선 LAN의 반이중 방식(Half Duplex)의 이더넷(Ethernet)에서, 각 단말이 신호 전송 전에 현재 채널이 사용 중인지 체크하여 전송하는 매체 엑세스 제어 방식
  • CSMA/CD 는 채널의 전체 이용률이 비교적 낮을 때(30% 이하) 최적의 상태로 동작함
  • 같은 반송주파수를 사용하는 다중화된 데이터 흐름의 상호충돌을 방지하는 반송파 감지식 다중접속(IEEE 802.3)

 

 

 

CSMA/CD의 핵심원리

원리 설명
Collision Detection 시그널 전압이 단일 스테이션의 시그널 전압보다 높아질 경우 충돌 감지
재전송 알고리즘 충돌 발생하면 지속적으로 재전송 시도

 

 

 

CSMA/CD의 동작방식

  • CSMA/CD 방식은 유선 링크에서 충돌을 확인할 수 있기 때문에 사용가능한 방식이며, CSMA 방식에 충돌 처리 절차를 추가한 방식임
  동작절차 설명
① 프레임 전송 준비 - Persistent mechanism 중 하나를 이용해 프레임 송신 준비
② 채널 감시 - 충돌(collision)이 발생했는지 채널 감시
- LBT: Listen Before Talk, 송신 전 신호 검출(Carrier Sensing)
③ 데이터 전송 및 채널 감시 - LWT: Listen While Talk, 송신 중 지속적으로 충돌 감지 (Collision Detection)
③-① 전송 완료 - 모든 프레임 전송 성공까지 다른 전송이 감지되지 않음
③-② Jamming 신호 전송 - 충돌 감지 시 충돌 신호(Jamming Signal) 전송
④ 전송 횟수 증가 - K = K+1
⑤ 전송 획수 확인 - K가 최대값(보통 15)보다 크면 전송 중지
⑥ Backoff(wiat time) 결정 - Binary Exponential Backoff 알고리즘으로 임의 지연시간 선택
- Wait Time = R * Maximum propagation time(상수) 또는 Wait Time = R * Average transmission time for a frame(상수)
- R=0~(2^K –1) 사이의 수
⑦ Backoff time 대기 - 재충돌 방지를 위해 Backoff time 대기 후 재전송

.

 

 

CSMA의 지속방식(Persistent mechanism)

  • 채널이 사용중이거나 휴지상태 일때 어떻게 행동하는가에 대한 방식
지속방식 동작방식 설명
1-persistent
  • 회선의 상태를 지속적으로 확인하다가 idle 상태인 것을 확인하면 즉각 프레임을 전송, 가장 높은 충돌 위험을 유발
  • 별도의 back-off 알고리즘 없이 메시지가 들어오면 버퍼에 담아놓고 기다리다가 비사용 중이면 즉시 전송
non-persistent
  • 전송할 프레임이 있는 지국이 회선을 감지하여 idle 상태에 있으면, 즉시 프레임 전송,
  • 회선이 busy인 경우 random한 시간을 기다렸다가 다시 회선 감지, 낮은 효율
p-persistent
  • 지속적으로 회선을 확인하다가 회선이 idle 상태가 되는 순간 확률(p)를 구해서 p가 1이면 즉각 프레임을 전송하고 아닌 경우 q(1-p)만큼 기다리다가 회선 다시 감지


  • random number를 이미 정해져 있는 p값보다 작은지 검사하여 같거나 작으면 메시지 전송

 

 

모범답안

  1. [답안] CSMA/CD(1교시)
  2. [답안] CSMA/CA vs. CSMA/CD(1교시)

 

 

 

참고 동영상 

  1. CSMA/CD와 CSMA/CA

 

 

 

 

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